Тепловая мощность: 8 ответов на вопросы по расчету значений для помещений и отопительных приборов

В этой статье нам с читателем предстоит выяснить, что такое тепловая мощность и на что она влияет. Кроме того, мы ознакомимся с несколькими методами расчета потребности помещения в тепле и теплового потока для разных видов отопительных приборов.

Тепловая мощность: 8 ответов на вопросы по расчету значений для помещений и отопительных приборов

Монтаж отопления начинается с расчета тепловой мощности приборов.

Определение

  1. Какой параметр называется тепловой мощностью?

Это количество тепла, выделяемое или потребляемое каким-либо объектом за единицу времени.

При проектировании систем отопления расчет этого параметра необходим в двух случаях:

  • Когда необходимо оценить потребность помещения в тепле для компенсации потери тепловой энергии через пол, потолок, стены и вентиляцию;

Тепловая мощность: 8 ответов на вопросы по расчету значений для помещений и отопительных приборов

При составлении проекта нужно знать, сколько тепла теряется через стены.

  • Когда нужно выяснить, сколько тепла способен отдать отопительный прибор или контур с известными характеристиками.

Факторы

Для помещения

  1. Что влияет на потребность квартиры, комнаты или дома в тепле?

При расчетах учитываются:

  • Объем. От него зависит количество воздуха, нуждающегося в нагреве;

Тепловая мощность: 8 ответов на вопросы по расчету значений для помещений и отопительных приборов

Чем объемнее помещение, тем больше тепла нужно для поддержания постоянной температуры в нем.

Примерно одинаковая высота потолков (около 2,5 метров) в большинстве домов поздней советской постройки породила упрощенную систему расчета — по площади помещения.

  • Качество утепления. Оно зависит от теплоизоляции стен, площади и количества дверей и окон, а также от структуры остекления окон. Скажем, одинарное остекление и тройной стеклопакет будут сильно различаться по количеству теплопотерь;
  • Климатическая зона. При неизменных качестве утепления и объеме помещения разность температур между улицей и комнатой будет линейно связана с количеством теряющегося через стены и перекрытия тепла. При неизменных +20 в доме потребность дома в тепле в Ялте при температуре 0С и в Якутске при -40 будет различаться ровно втрое.

Тепловая мощность: 8 ответов на вопросы по расчету значений для помещений и отопительных приборов

Зима в Якутске.

Для прибора

  1. Чем определяется тепловая мощность радиаторов отопления?

Здесь действует три фактора:

  • Дельта температур — перепад между теплоносителем и окружающей средой. Чем он больше, тем выше мощность;
  • Площадь поверхности. И здесь тоже наблюдается линейная зависимость между параметрами: чем больше площадь при неизменной температуре, тем больше тепла она отдает окружающей среде за счет прямого контакта с воздухом и инфракрасного излучения;

Именно поэтому алюминиевые, чугунные и биметаллические тепловые радиаторы отопления , а также все виды конвекторов снабжаются оребрением. Оно увеличивает мощность прибора при неизменном количестве протекающего через него теплоносителя.

Тепловая мощность: 8 ответов на вопросы по расчету значений для помещений и отопительных приборов

Оребрение увеличивает поверхность теплообмена с воздухом.

  • Теплопроводность материала прибора. Оно играет особенно важную роль при большой площади оребрения: чем выше теплопроводность, тем более высокую температуру будут иметь края ребер, тем сильнее они нагреют контактирующий с ними воздух.

Расчет по площади

  1. Как максимально просто выполнить расчет мощности радиаторов отопления по площади квартиры или дома?

Вот самая простая схема вычислений: на 1 квадратный метр берется 100 ватт мощности. Так, для комнаты размером 4х5 м площадь будет равной 20 м2, а потребность в тепле — 20*100=2000 ватт, или два киловатта.

Тепловая мощность: 8 ответов на вопросы по расчету значений для помещений и отопительных приборов

Самая простая схема вычисления — по площади.

Помните поговорку «истина — в простом»? В этом случае она лжет.

Простая схема расчета пренебрегает слишком большим количеством факторов:

  • Высотой потолков. Очевидно, что комнате с потолками высотой 3,5 метра потребуется больше тепла, чем помещению высотой 2,4 м;
  • Теплоизоляцией стен. Эта методика расчета родилась в советскую эпоху, когда все многоквартирные дома имели примерно одинаковое качество теплоизоляции. С введением СНиП 23.02.2003, регламентирующего тепловую защиту зданий, требования к строительству радикально изменились. Поэтому для новых и старых зданий потребность в тепловой энергии может различаться весьма заметно;
  • Размером и площадью окон. Они пропускают куда больше тепла по сравнению со стенами;
Статья в тему:  Обвязка котла отопления: основные элементы

Тепловая мощность: 8 ответов на вопросы по расчету значений для помещений и отопительных приборов

Чем больше окно, тем больше утечка тепла через остекление.

  • Расположением комнаты в доме. Угловой комнате и помещению, расположенному в центре здания и окруженному теплыми соседскими квартирами, для поддержания одинаковой температуры потребуется весьма разное количество теплоты;
  • Климатической зоной. Как мы уже выяснили, для Сочи и Оймякона потребность в тепле будет различаться в разы.
  1. Можно ли вычислить мощность батареи отопления от площади более точно?

Само собой.

Вот сравнительно несложная схема расчета для домов, соответствующих требованиям пресловутого СНиП за номером 23.02.2003:

  • Базовое количество тепла рассчитывается не по площади, а по объему. На кубометр в расчеты закладывают 40 ватт;
  • Для примыкающих к торцам дома комнат вводится коэффициент 1,2, для угловых — 1,3, а для частных одноквартирных домов (у них все стены общие с улицей) — 1,5;

Тепловая мощность: 8 ответов на вопросы по расчету значений для помещений и отопительных приборов

Угловое расположение комнаты означает увеличенные теплопотери через наружные стены.

  • На одно окно к полученному результату добавляют 100 ватт, на дверь — 200;
  • Для разных климатических зон используются следующие коэффициенты:
Средняя температура самого холодного месяца Коэффициент
0,7
-5 0,9
-10 1
-15 1,2
-20 1,4
-25 1,5
-30 1,7
-40 2,0

Давайте в качестве примера подсчитаем потребность в тепле той же комнаты размером 4х5 метров, уточнив ряд условий:

  • Высота потолка 3 метра;

Тепловая мощность: 8 ответов на вопросы по расчету значений для помещений и отопительных приборов

Такая высота типична для домов сталинской постройки.

  • В комнате два окна;
  • Она угловая,
  • Комната расположена в городе Комсомольске-на-Амуре.

Тепловая мощность: 8 ответов на вопросы по расчету значений для помещений и отопительных приборов

Город расположен в 400 км от областного центра — Хабаровска.

Приступим.

  • Объем помещения будет равным 4*5*3=60 м3;
  • Простой расчет по объему даст 40*60=2400 Вт;
  • Две общих с улицей стены заставят нас применить коэффициент 1,3. 2400*1,3 = 3120 Вт;
  • Два окна добавят еще 200 ватт. Итого 3320;
  • Подобрать соответствующий региональный коэффициент поможет приведенная выше таблица. Поскольку средняя температура самого холодного в году месяца — января — в городе равна 25,7, умножаем расчетную тепловую мощность на 1,5. 3320*1,5=4980 ватт.

Тепловая мощность: 8 ответов на вопросы по расчету значений для помещений и отопительных приборов

Для Комсомольска характерны умеренно холодные и снежные зимы.

Разница с упрощенной схемой расчета составила без малого 150%. Как видите, второстепенными деталями пренебрегать не стоит.

  1. Как рассчитать мощность отопительных приборов для дома, утепление которого не соответствует СНиП 23.02.2003?

Вот формула расчета для произвольных параметров здания:

Q=V*Dt*k/860.

В ней:

Q — мощность (она будет получена в киловаттах);

V — объем комнаты. Он вычисляется в кубометрах;

Dt — перепад температур между комнатой и улицей;

k — коэффициент утепления здания. Он равен:

Описание дома Коэффициент
Пенопластовая шуба, тройные или энергосберегающие стеклопакеты 0,6 — 0,9
Стены в два кирпича, окна с однокамерными стеклопакетами 1-1,9
Стены в один кирпич, одиночное остекление 2-2,9
Отсутствие теплоизоляции (стены из профлиста или листовой стали, одинарное остекление) 3-4

Тепловая мощность: 8 ответов на вопросы по расчету значений для помещений и отопительных приборов

Неутепленный склад из профлиста.

Как определить дельту температур с улицей? Инструкция довольно очевидна.

Внутреннюю температуру помещения принято брать равной санитарным нормам (18-22С в зависимости от климатической зоны и расположения комнаты относительно наружных стен дома).

Уличная берется равной температуре самой холодной пятидневки в году.

Давайте еще раз выполним расчет для нашей комнаты в Комсомольске, уточнив пару дополнительных параметров:

  • Стены дома — кладка в два кирпича;
  • Стеклопакеты — двухкамерные, без энергосберегающих стекол;

Тепловая мощность: 8 ответов на вопросы по расчету значений для помещений и отопительных приборов

Окна с двухкамерными стеклопакетами типичны для Дальнего Востока.

  • Средний минимум температуры, характерный для города — -30,8С. Санитарной нормой для комнаты с учетом ее углового расположения в доме будут +22С.
Статья в тему:  Открытая отопительная система: конструктивные особенности и рабочие характеристики

Согласно нашей формуле, Q=60*(+22 — -30,8)*1,8/860=6,63 КВт.

На практике лучше проектировать отопление с 20-процентным запасом по мощности на случай ошибки в расчетах или непредвиденных обстоятельств (заиливания отопительных приборов, отклонений от температурного графика и так далее). Уменьшить избыточную теплоотдачу поможет дросселирование подводок радиаторов.

Тепловая мощность: 8 ответов на вопросы по расчету значений для помещений и отопительных приборов

Дроссель на подводке ограничивает расход тепла через радиатор.

Расчет для прибора

  1. Как выполнить расчет тепловой мощности радиаторов отопления при известном количестве секций?

Все просто: количество секций умножается на тепловой поток от одной секции. Этот параметр обычно можно найти на сайте производителя.

Если вас привлекла необычно низкая цена радиаторов неизвестного производителя — тоже не беда. В этом случае можно ориентироваться на следующие усредненные значения:

Тип радиатора Тепловой поток на секцию стандартного (500 мм по центрам ниппелей) размера
Чугунный 140-160
Биметаллический 180-190
Алюминиевый 190 — 200

Тепловая мощность: 8 ответов на вопросы по расчету значений для помещений и отопительных приборов

На фото — алюминиевый радиатор, рекордсмен по теплоотдаче на одну секцию.

Если вы выбрали конвектор или панельный радиатор, единственным источником информации для вас могут стать данные производителя.

Данные для панельных радиаторов Керми с сайта производителя.

Выполняя расчет тепловой мощности радиатора своими руками, учтите одну тонкость: производители обычно приводят данные для перепада температур между водой в батарее и воздухом в отапливаемом помещении в 70С. Она достигается, например, при комнатной температуре +20 и температуре радиатора +90.

Уменьшение дельты ведет к пропорциональному уменьшению тепловой мощности; так, при температурах теплоносителя и воздуха 60 и 25С соответственно мощность прибора уменьшится ровно вдвое.

Тепловая мощность: 8 ответов на вопросы по расчету значений для помещений и отопительных приборов

Температурный график отопления. Большую часть отопительного сезона поступающая в батареи смесь (темно-синяя линия на графике) холоднее 90С.

Давайте обратимся к нашему примеру и выясним, сколько чугунных секций может обеспечить тепловую мощность в 6,6 КВт в идеальных условиях — при нагретом до 90С теплоносителе и комнатной температуре в +20. 6600/160=41 (с округлением) секция. Очевидно, что батареи такого размера придется разнести как минимум по двум стоякам.

Тепловая мощность: 8 ответов на вопросы по расчету значений для помещений и отопительных приборов

При большом количестве секций используйте диагональное двухстороннее подключение к подводке. Тогда батарея будет равномерно прогрета по всей длине.

Особый случай

  1. Системы отопления частных домов и гаражей нередко оборудуют самодельными приборами из соединенных перемычками труб — регистрами. Как подсчитать тепловую мощность стального регистра известных размеров?

Трубчатый стальной радиатор, или регистр.

Для одной секции (одной горизонтальной трубы) она вычисляется по формуле Q=Pi*D*L*K*Dt.

В ней:

  • Q -мощность. Результат будет получен в ваттах;
  • Pi — число «пи», его округленно берут равным 3,14;
  • D — наружный диаметр трубы в метрах;
  • L — длина секции (опять-таки в метрах);
  • K — коэффициент, соответствующий теплопроводности металла (у стали он равен 11,63);
  • Dt — разность температур между воздухом и водой в регистре.

При расчете мощности многосекционного регистра первая снизу секция рассчитывается по этой формуле, а для последующих, поскольку они будут находиться в восходящем теплом потоке (что влияет на Dt), результат умножается на 0,9.

Тепловая мощность: 8 ответов на вопросы по расчету значений для помещений и отопительных приборов

Четырехсекционный регистр. Верхние секции попадают в восходящий теплый поток от нижней.

Приведу пример расчета. Одна секция диаметром 108 мм и длиной 3 метра при комнатной температуре +25 и температуре теплоносителя +70 будет отдавать 3,14*0,108*3*11,63*(70-25)=532 ватта. Четырехсекционный регистр из таких же секций отдаст 523+(532*0,9*3)=1968 ватт.

Заключение

Как видите, тепловая мощность рассчитывается достаточно просто, но результат расчетов сильно зависит от второстепенных факторов. Как обычно, в видео в этой статье вы найдете дополнительную полезную информацию. Жду ваших дополнений. Успехов, камрады!

Поделитесь с друзьями в соц.сетях

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *